打印元件衬底、打印头和打印设备的制作方法

打印元件衬底、打印头和打印设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及打印元件衬底、打印头和打印设备。打印元件衬底包括：打印单元，包括打印元件和晶体管；逻辑电路单元，被配置为被供应第一电源电压并接收打印数据；被配置为被供应第二电源电压并将来自逻辑电路单元的信号输出到晶体管的控制端子的单元；电压产生单元，被配置为被供应第三电源电压并使用第三电源电压来产生第二电源电压；以及控制单元，被配置为控制第三电源电压到电压产生单元的供应；其中，当没有向逻辑电路单元供应第一电源电压时，控制单元不将第三电源电压供应到电压产生单元。
【专利说明】打印元件衬底、打印头和打印设备

【技术领域】
[0001]本发明涉及打印元件衬底、打印头和打印设备。

【背景技术】
[0002]日本专利特开第2009-29117号描述了以打印机等为代表的喷墨打印设备。喷墨打印设备包括用于在打印介质上执行打印的打印头。打印头包括打印元件衬底。打印元件衬底包括用于执行打印的打印单元、用于处理打印数据的处理单元、用于对来自处理单元的有效信号执行电平移位并将该信号输出到打印单元的电平移位器、以及用于产生由电平移位器用来执行电平移位的电压的电压产生单元。打印单元包括打印元件和用于驱动打印元件的驱动晶体管。
[0003]多个不同的电源电压被供应到打印元件衬底。处理单元使用用于逻辑电路的电源电压。打印单元使用用于驱动打印元件的电源电压。此外，电压产生单元使用用于产生要供应到电平移位器的电压的电源电压。
[0004]当多个电源电压的供应的顺序不对，或者打印头没有被适当地安装时，可以只供应多个电源电压中的一些。例如，可以不供应用于逻辑电路的电源电压，但可以供应其它的电源电压。在这种情况下，由于逻辑电路的电源节点的电势是不确定的，所以这可能导致例如打印单元的操作错误。此外，在逻辑电路的电源节点的电势为不确定时产生的电流(例如，贯通电流)可能增加功耗。
[0005]请注意，日本专利特开第2009-29117号公开了一种布置，在该布置中，当没有向打印设备供应用于逻辑电路的电源电压时，通过禁止向电平移位器供应电压，使用于接收来自电平移位器的信号的驱动晶体管不导通，从而防止打印单元的操作错误。但是，在日本专利特开第2009-29117号中描述的布置没有考虑用于产生要供应到电平移位器的电压的电压产生单元的电流。


【发明内容】

[0006]本发明提供一种技术，该技术有利于在没有适当地供应电源电压时减少功耗，同时减少打印元件衬底的操作错误的可能性。
[0007]本发明的第一方面提供一种打印元件衬底，该打印元件衬底包括:打印单元，包括打印元件和被配置为驱动打印元件的晶体管；逻辑电路单元，被配置为被供应第一电源电压并接收打印数据；被配置为被供应第二电源电压并将来自逻辑电路单元的信号输出到晶体管的控制端子的单元；电压产生单元，被配置为被供应第三电源电压并使用第三电源电压来产生要被供应到所述单元的第二电源电压；以及控制单元，被配置为控制第三电源电压到电压产生单元的供应；其中，当没有向逻辑电路单元供应第一电源电压时，控制单元不将第三电源电压供应到电压产生单元。
[0008]本发明的第二方面提供一种打印元件衬底，该打印元件衬底包括:打印单元，包括打印元件和被配置为驱动打印元件的晶体管；逻辑电路单元，被配置为被供应第一电源电压并接收打印数据；被配置为被供应第二电源电压并将来自逻辑电路单元的信号输出到晶体管的控制端子的单元；电压产生单元，被配置为被供应第三电源电压并使用第三电源电压来产生要被供应到所述单元的第二电源电压；监视单元，被配置为监视被供应第一电源电压的节点的电势；以及控制单元，其中，基于监视单元的监视结果，控制单元切断从被供应第三电源电压的节点到接地节点的电流路径。
[0009]根据参照附图的示例性实施例的以下描述，本发明的其他特征将变得清楚。

【专利附图】

【附图说明】
[0010]图1A和IB是用于说明打印设备的布置的示例的视图；
[0011]图2是用于说明打印元件衬底的布置的示例的电路图；
[0012]图3是用于说明第一单元的布置的示例的电路图；
[0013]图4是用于说明第二单元的布置的示例的电路图；
[0014]图5A至是用于说明分压电路的布置的示例的电路图；
[0015]图6A至6D是用于说明输出电路的布置的示例的电路图；
[0016]图7A至7C是用于说明监视单元的布置的示例的电路图；
[0017]图8是用于说明打印元件衬底的布置的另一个示例的电路图；
[0018]图9是用于说明第二单元的布置的另一个示例的电路图；以及
[0019]图1OA至1C是用于说明高击穿电压晶体管的布置的示例的视图。

【具体实施方式】
[0020](打印设备的布置的示例)
[0021]将参照图1A和IB描述喷墨打印设备的布置的示例。打印设备可以是只具有打印功能的单功能打印机，或者具有多种功能(例如，打印功能、传真功能和扫描仪功能)的多功能打印机。此外，打印设备可以包括用于通过预定的打印方法来制造滤色器、电子装置、光学装置、微结构等的制造设备。
[0022]图1A是示出打印设备PA的外观的示例的透视图。在打印设备PA中，用于排出墨以执行打印的打印头3被安装在滑架(carriage) 2上，并且滑架2在箭头A所示的方向上往复运动以执行打印。打印设备PA经由片材供应机构5进给诸如打印纸的打印介质P，并且将其传送到打印位置。在打印位置处，打印设备PA通过将墨从打印头3排出到打印介质P上来执行打印。
[0023]除了打印头3以外，例如，还有墨盒6被安装在滑架2上。每一个墨盒6存储要供应到打印头3的墨。墨盒6可从滑架2拆卸下来。打印设备PA能够执行彩色打印。因此，包含品红色(M)墨、青色(C)墨、黄色(Y)墨和黑色(K)墨的四个墨盒被安装在滑架2上。这四个墨盒是独立可拆卸的。
[0024]打印头3包括用于排出墨的墨嘴(喷嘴)，并且还包括具有对应于喷嘴的电热换能器(加热器)的打印元件衬底。对应于打印信号的脉冲电压被施加给每一个加热器，并且，
利用被施加了脉冲电压的加热器的热能在墨中产生气泡，从而从对应于加热器的喷嘴排出
m
O
[0025]图1B例示打印设备PA的系统布置。打印设备PA包括接口 1700、MPU1701、R0M1702、RAM1703和门阵列1704。接口 1700接收打印信号。R0M1702存储要由MPU1701执行的控制程序。RAM1703保存各种数据，例如，前述的打印信号和被供应到打印头1708的打印数据。门阵列1704控制将打印数据供应到打印头1708，并且还控制接口 1700、MPU1701和RAMl703之间的数据传输。
[0026]打印设备PA还包括打印头驱动器1705、马达驱动器1706和1707、传送马达1709和托架(carrier)马达1710。打印头驱动器1705驱动打印头1708。马达驱动器1706和1707分别驱动传送马达1709和托架马达1710。传送马达1709传送打印介质。托架马达1710传送打印头1708。
[0027]在打印信号被输入到接口 1700时，它可以在门阵列1704和MPU1701之间被转换为预定格式的打印数据。每一种机构根据打印数据执行期望的操作，因此执行上述的打印。
[0028](第一实施例)
[0029]将参照图2至8描述根据第一实施例的打印元件衬底II。图2例示了打印元件衬底Il的电路布置。打印元件衬底Il包括被供应有电源电压VDD以处理打印数据的处理单元101和被供应有电源电压VH的多个打印单元PE。处理单元101是使用移位寄存器、锁存电路等形成的，并且处理来自打印设备的主体的图像信号和控制信号。每一个打印单元PE包括加热器RH和用于驱动加热器RH的晶体管DMN。加热器RH充当打印元件，并且在响应于来自单元104的信号使对应的晶体管DMN导通时被驱动。晶体管DMN是例如η沟道MOS晶体管。
[0030]多个打印单元PE被分成例如多个组G (在本示例中，四个组G1至G4)，并且每一组G(例如，第k组Gk)包括多个打印单元PEk(在本示例中，四个打印单元PEkl至PEk4)。采用这个布置，每一个打印单元PE使用用于决定要被选择的组G的信号102和用于决定在每一组G中要被驱动的打印单元PE的信号103通过所谓的时分(time-divis1nal)驱动方法来执行打印。
[0031]请注意，为了简单起见，将例示如下的布置，在该布置中，组数是4，并且，每一组包括4个打印单元PE。但是，组G的数量和打印单元PE的数量并不限于它们。对于一般性描述，可以省略组G的数量、每一组G的打印单元PE的数量、以及形成每一个打印单元PE的加热器RH和晶体管DMN的数量。
[0032]打印元件衬底Il包括第二单元105和多个第一单元104。每一个单元104主要充当用于驱动对应的晶体管DMN的驱动单元。例如，单元104具有图3中示出的布置，以对来自处理单元101的信号执行电平移位，并且将已经过电平移位的信号输出到晶体管DMN的栅极端子(控制端子)。请注意，电平移位是转换输入信号的信号电平的操作。例如，低电平和高电平之间的电势差(振幅)被转换。在本实施例的电平移位中，执行所谓的上拉电平移位，以将输入信号转换为具有大于输入信号的振幅的振幅的信号。作为单元104，可以使用用于对来自处理单元101的信号进行缓冲且将该信号输出到晶体管DMN的栅极端子的缓冲器电路。请注意，缓冲器电路是用于在不改变输入信号的振幅的情况下改变电流驱动力的电路。单元105主要充当用于产生恒压的电压产生单元，并且具有例如图4中示出的布置，以在供应电源电压VDD时使用电源电压VHT来产生电压VHTM。电压VHTM作为电源电压(在下文中被称为电源电压VTHM)被供应到每一个单元104。
[0033]例如，各个电源电压是约VDD = 3至5[V]、VH = 24至32[V]、VHT = 24至32[V]且VHTM=12[V]。电源电压VH和VHT可以相等或不同。如果使电源电压VH和VHT彼此相等，则可以使用相同的电源节点或电源线(电连接电源电压VH的电源节点Nvh和电源电压VHT的电源节点Nvht)。但是，由于电源节点Nvh供应流入加热器RH的加热器电流，所以在电源节点Nvh处会发生电势波动。因此，在这里电源节点Nvht和Nvh不被电连接(也就是说，这些电源布线被分离地布置)。
[0034]图3示出单元104的布置的示例。单元104包括用于接收来自输入INl和IN2的信号的“与(AND) ”电路、用于接收来自“与”电路的输出并对该输出执行电平移位的电平移位单元106、以及用于对来自电平移位单元106的信号进行缓冲的缓冲器BUF。电平移位单元106包括反相器INVl、用于接收来自反相器INVl的输出的反相器INV2和电路单元LS。电源电压VDD被供应到“与”电路以及反相器INVl和INV2，并且电源电压VHTM被供应到电路单元LS和缓冲器BUF。电路单元LS接收来自反相器INVl和INV2的输出(振幅VDD的信号)，并且，输出基于接收到的输出的信号(振幅VHTM的信号)。采用这个布置，电平移位单兀106执行振幅VDD的信号到振幅VHTM的信号的电平移位(将输入信号的信号电平从VDD转换为VHTM)。
[0035]可以使用NMOS晶体管丽I和丽2以及PMOS晶体管MPl至MP4形成电路单元LS。晶体管丽1、MP1和MP4被布置为在接地节点和被供应电源电压VHTM的电源节点Nvhtm之间形成电流路径。晶体管丽2、MP2和MP3被布置为在电源节点Nvhtm和接地节点之间形成电流路径。
[0036]晶体管丽I和MPl的栅极与反相器INVl的输出端连接。在晶体管丽I和MPl之间的节点与晶体管MP3的栅极连接。晶体管丽2和MP2的栅极与反相器INV2的输出端连接。晶体管丽2和MP2之间的节点与晶体管MP4的栅极和缓冲器BUF的输入端连接。
[0037]单元104的输入端INl和IN2接收信号102和103。因此，在信号102和103两者被激活时，单元104的输出端OUT输出信号电平VHTM的信号。单元104的输出端OUT与晶体管DMN的栅极端子连接。请注意，电平移位单元106的布置不限于上述的布置，并且电平移位单元106可以采用另一种布置。此外，如果不执行电平移位，则可以省略单元104的电路单元LS。
[0038]图4示出单元105的布置的示例。单元105包括被供应电源电压VHT的端子TVHT、用于使用经由端子Tvht供应的电源电压VHT来产生电源电压VHTM的电压产生单元150、以及开关单元110 (开关)。电压产生单元150包括，例如，由电阻性负载108和109形成的分压电路107、以及用于基于分压电路107的分压电压Va输出电源电压VHTM的输出电路111。开关单元110和分压电路107被布置在电源节点Nvht和接地节点之间。
[0039]单元105还包括用于监视电源电压VDD的电源节点Nvdd的电势的监视单元112。监视单元112被布置在电源节点Nvht和接地节点之间。监视单元112将监视结果输出到开关单元110。
[0040]开关单元110可以充当用于基于监视单元112对电源节点Nvdd的监视结果来控制电源电压VHT到电压产生单元150的供应的控制单元。更具体地，监视单元监视电源节点N.。当电源电压VDD被适当地供应到处理单元101(更具体地，打印元件衬底Il自身)时，使开关单元110导通。当使开关单元110导通时，电源电压VHT被供应到电压产生单元150，并且，电压产生单元150的输出变成约12 [V]。结果，要被供应到每一个单元104的电源电压VHTM的电源节点Nvhtm的电势变成约12 [V]，并且每一个单元104进入操作状态。
[0041]另一方面，当电源电压VDD没有被适当地供应到处理单元101 (例如，电源节点Nvdd的电势处于浮置状态，为电源节点Nvdd供应的电压小于电源电压VDD，等等)时，监视单元使开关单元110不导通。当使开关单元110不导通时，没有电源电压VHT被供应到电压产生单元150，并且电压产生单元150的输出变成O [V]。在另一种情况下，当使开关单元110不导通时，从被供应电源电压VHT的节点到接地节点的电流路径被切断。结果，要被供应到每一个单元104的电源电压VHTM的电源节点Nvhtm的电势变成O [V]，并且每一个单元104进入休眠状态。在单元104处于休眠状态时，单元104的输出OUT变成O [V]，由此使晶体管DMN不导通。
[0042]图5A至示出由电阻性负载108和109形成的分压电路107的布置的一些示例。用于形成分压电路107的已知的元件只需要用作电阻性负载108和109。例如，分压电路107可以具有其中多个电阻元件串联的布置，如图5A所示。可替换地，分压电路107可以具有其中多个二极管串联(通过在电源节点侧设置阳极和在接地节点侧设置阴极)的布置，如图5B例示的。分压电路107可以具有如图5C例示的其中串联地以二极管形式连接多个PMOS晶体管的布置，或者如图例示的其中串联地以二极管形式连接多个NMOS晶体管的布置。此外，对于分压电路107，可以使用双极晶体管替代上述图5C和中示出的晶体管，或者可以使用上述图5A至的组合。
[0043]图6A至6D示出输出电路111的布置的一些示例。如图6A例示的，输出电路111可以包括具有电压跟随器布置的运算放大器0ΡΑΜΡ。运算放大器OPAMP将分压电路107的分压电压Va作为电源电压VHTM输出到每一个单元104。这个布置有利于稳定电源电压VHTM到每一个单元104的供应。
[0044]如图6B至6D例示的，输出电路111可以包括使用MOS晶体管的源极跟随器电路。例如，在图6B中示出的布置中，NMOS晶体管丽7和电阻元件R6被用来形成源极跟随器电路。采用这个布置，与分压电路107的分压电压Va相对应的晶体管丽7的源极电势作为电源电压VHTM被输出到每一个单元104。请注意，与晶体管丽7的源极连接的元件只需要是电阻性负载，并且可以使用二极管或以二极管形式连接的晶体管替代电阻元件R6。类似地，在图6C中示出的布置中，使用电阻元件R7和PMOS晶体管MP7来形成源极跟随器电路。
[0045]在图6D中示出的布置中，NMOS晶体管MN8和PMOS晶体管MP8被用来形成源极跟随器电路。在这种情况下，可以使用电阻元件R8和R9、NMOS晶体管MN9以及PMOS晶体管MP9来形成分压电路107。从开关单元110侧向接地节点侧按照例如电阻元件R8、以二极管形式连接的晶体管MN9、以二极管形式连接的晶体管MP9和电阻元件R9的顺序布置这些元件。晶体管MN8的栅极与晶体管MN9的栅极连接，并且晶体管MP8的栅极与晶体管MP9的栅极连接。采用这个布置，也可以获得与在图6B和6C中示出的布置中获得的效果相同的效果。
[0046]输出电路111的布置不限于图6A至6D中示出的上述布置。输出电路111可以具有例如使用双极晶体管的布置，以及可以包括例如使用双极晶体管的发射极跟随器电路。
[0047]图7A至7C示出监视单元112的布置的一些示例。如图7A例示的，监视单元112可以具有其中电阻元件Rl和R2以及NMOS晶体管丽3被布置在电源节点Nvth和接地节点之间的布置。在这种情况下，PMOS晶体管MP5被用作开关单元110，并且晶体管MP5的栅极只需要与电阻元件Rl和R2之间的节点连接。
[0048]在图7A中示出的布置中，晶体管丽3充当监视晶体管。采用这个布置，当电源电压VDD被适当地供应到处理单元101时，使晶体管丽3导通，并且由电阻元件Rl和R2产生的分压电压被供应到晶体管MP5的栅极。结果，使晶体管MP5导通，并且电源电压VHT被供应到电压产生单元150。如上所述，电压产生单元150的输出变成约12 [V]，并且每一个单元104进入操作状态。
[0049]另一方面，当电源电压VDD没有被适当地供应到处理单元101时，使晶体管丽3不导通，并且在电阻元件Rl和R2之间的节点的电势变成与电源节点Nvht的电势相等。结果，使晶体管MP5不导通，并且电源电压VHT没有被供应到电压产生单元150。如上所述，电压产生单元150的输出变成O [V]，并且每一个单元104进入休眠状态。
[0050]请注意，通过将电源节点Nvdd的电势与预定的参考值进行比较可以确定电源电压VDD是否被适当地供应到处理单元101。采用上述布置，例如如果电源节点Nvdd的电势高于晶体管丽3的阈值电压，则可以确定电源电压VDD被适当地供应到处理单元101。如果电源节点Nvdd的电势低于晶体管丽3的阈值电压，则可以确定电源电压VDD没有被适当地供应到处理单元101。如果没有供应电源电压VDD，则电源节点Nvdd的电势进入浮置状态。在这种情况下，虽然电源节点Nvdd的电势可以经由衬底变成与接地节点的电势相等，但是可以使用例如具有大电阻值的电阻元件将电源节点Nvdd下拉和固定，以便避免电源节点Nvdd的电势的不确定的状态。
[0051 ] 如图7B例示的，监视单元112可以具有如下的布置，在该布置中电阻元件R3和R4以及NMOS晶体管丽5被布置在电源节点Nvth和接地节点之间，以及PMOS晶体管MP6和电阻元件R5被布置在电源节点Nvth和接地节点之间。在这种情况下，NMOS晶体管MN4被用作开关单元110，并且晶体管MN4的栅极只需要与晶体管MP6和电阻元件R5之间的节点连接。
[0052]在图7B中示出的布置中，晶体管丽5充当监视晶体管。采用这个布置，当电源电压VDD被适当地供应到处理单元101时，使晶体管MN5导通，并且，由电阻元件R3和R4产生的分压电压被供应到晶体管MP6的栅极。这使晶体管MP6导通，并且，将由晶体管MP6和电阻元件R5产生的分压电压供应到晶体管MN4的栅极。结果，使晶体管MN4导通，并且电源电压VHT被供应到电压产生单元150。
[0053]另一方面，当电源电压VDD没有被适当地供应到处理单元101时，使晶体管丽5不导通，并且在电阻元件R3和R4之间的节点的电势变成与电源节点Nvht的电势相等。采用这个操作，使晶体管MP6不导通，并且晶体管MP6和电阻元件R5之间的节点的电势变成与接地节点的电势相等。结果，使晶体管MN4不导通，并且没有电源电压VHT被供应到电压产生单元150。
[0054]如图7C例示的，监视单元112可以具有通过在图7A中例示的布置中进一步提供以二极管形式连接的NMOS晶体管MN6而获得的布置。采用这个布置，晶体管丽3的源极电势变成高于接地节点的电势，由此晶体管MN3的阈值电压由于衬底偏置效果而偏移(变高)。因此，也可以调整监视单元112的确定标准，以在电源电压VDD增大到通过接收电源电压VDD而操作的每一个单元可充分操作的程度之后使晶体管MN3导通。这可以防止单元104或打印单元PE的操作错误，并且还可以防止由操作错误导致的对加热器RH的损害。
[0055]请注意，虽然已经例示了添加有晶体管MN6的布置，但是本发明并不限于此，并且可以添加两个或更多个晶体管。此外，在图7C中示出的布置中，执行与图7A中示出的布置中的操作相同的操作。
[0056]在具有上述布置的单元105中，监视单元112监视电源节点Nvdd的电势，开关单元110基于监视结果将电源电压VHT供应到电压产生单元150，并且电压产生单元150使用供应的电源电压VHT来产生电源电压VHTM。也就是说，单元105具有两个操作模式。当电源电压VDD被适当地供应到处理单元101 (更具体地，打印元件衬底Il自身)时，单元105以第一模式操作，在第一模式中，电源电压VHTM被供应到每一个单元104。可替换地，当电源电压VDD没有被适当地供应到处理单元101时，单元105以第二模式操作，在第二模式中，电源电压VHT没有被供应到电压产生单元150。此外，当电源电压VDD没有被适当地供应到处理单元101 (在第二模式中)时，使开关单元110不导通，并且电源电压VHT没有被供应到电压产生单元150。因此，电压产生单元150不向每一个单元104供应电源电压VHTM，并且每一个单元104进入休眠状态，从而防止单元104或打印单元PE的操作错误。此时，由于开关单元110不导通，并且接收电源电压VDD的监视单元112的晶体管也不导通，所以电源节点Nvht和接地节点之间的电流路径被切断。因此，这个实施例有利于防止单元104或打印单元PE的操作错误，并减少功耗。
[0057]请注意，作为高压(24至32[V])的电源电压VH或VHT用来适当地操作上述单元中的每一个，如上所述。因此，作为高击穿电压晶体管的DMOS晶体管可以用作单元105的各个晶体管和晶体管DMN(稍后描述)。
[0058](第二实施例)
[0059]将参照图8和9描述根据第二实施例的打印元件衬底12。图8例示了打印元件衬底12的电路布置。在这个实施例中，打印单元PE’和单元105’的布置主要不同于第一实施例的打印单元PE和单元105的布置。
[0060]打印单元PE’包括加热器RH、用于控制加热器RH的驱动的NMOS晶体管DMN、以及其栅极与电源电压VHTML的电源节点Nviim连接的PMOS晶体管DMP。虽然晶体管DMN导通并驱动加热器RH，但是晶体管DMN的源极电势通过源极跟随器操作而遵从(comply with)栅极电势，并且加热器RH的一个端子的电势变成源极电势。关于晶体管DMP，电源电压VHTML是恒压，晶体管DMP的源极电势通过源极跟随器操作而遵从栅极电势，并且加热器RH的另一个端子的电势变成源极电势。在打印单元PE’中，晶体管DMN和DMP被配置为使得即使在电源节点Nvh和接地节点处发生电势波动也向加热器RH供应恒定电流。
[0061]除了监视电源电压VDD的电源节点Nvdd的电势以外，单元105’还监视电源电压VH的电源节点Nvh的电势。电源电压VHTMH对应于第一实施例中的电源电压VHTM，并且由单元105’产生并被供应到单元104。当电源电压VDD和电源电压VH被适当地供应到打印元件衬底12时，单元105’将电源电压VHTMH(=约12[V])供应到每一个单元104。当电源电压VDD和VH中的至少一个没有被适当地供应时，单元105’没有将电源电压VHT供应到电压产生单元150(单元105，输出0[V])。
[0062]图9示出单元105’的布置的示例。单元105’的布置与第一实施例中的布置的主要不同之处在于，除了监视电源节点Nvdd以外，监视单元112’还监视电源节点Nvh。电阻元件R15至R18和NMOS晶体管丽13至丽15可以用于监视单元112’。更具体地，晶体管丽13以及电阻元件R15和R16被布置为在电源节点Nvht和接地节点之间形成电流路径，并且电阻元件R17和R18以及晶体管丽14和丽15被布置为在电源节点Nvht和接地节点之间形成电流路径。电源节点Nvh与晶体管丽13的栅极连接。电源节点Nvdd与晶体管丽15的栅极连接。
[0063]采用上述布置，当电源电压VDD和VH被适当地供应到打印元件衬底12时，使开关单元110的晶体管MP5导通，并且单元105’的输出变成约12[V]。另一方面，当电源电压VDD和VH中的至少一个没有被适当地供应到打印元件衬底12时，使开关单元110的晶体管MP5不导通，并且单元105’的输出变成O [V]。请注意，在这种情况下，没有电源电压VHTMH被供应到每一个单元104。每一个单元104进入休眠状态(每一个单元104的输出OUT变成O [V])，由此使晶体管DMN不导通，如上所述。
[0064]也就是说，根据本实施例，除了监视电源电压VDD的电源节点Nvdd的电势以外，单元105’还监视电源电压VH的电源节点Nvh的电势。当电源电压VDD和VH被适当地供应到打印元件衬底12时，单元105’以第一模式操作，在第一模式中将电源电压VHTMH(=约12 [V])供应到每一个单元104。另一方面，当电源电压VDD和VH中的至少一个没有被适当地供应时，单元105’以第二模式操作，在第二模式中电源电压VHT没有被供应到电压产生单元150。可替换地，当电源电压VDD和VH都没有被适当地供应到打印元件衬底12时，使开关单元110不导通，并且电源电压VHT没有被供应到电压产生单元150。因此，在本实施例中，也可以获得与第一实施例中的效果相同的效果。
[0065]请注意，作为高压(24至32[V])的电源电压VH或VHT被用来适当地操作上述单元中的每一个，如上所述。因此，作为高击穿电压晶体管的DMOS晶体管可以被用作单元105’的各个晶体管和晶体管DMN。
[0066](高击穿电压晶体管)
[0067]图1OA至1C示出作为在上述实施例中的每一个中使用的高击穿电压晶体管的DMOS晶体管的布置的一些示例。图1OA和1B中的每一个示出η沟道DMOS晶体管的布置的示例，并且图1OC示出P沟道DMOS晶体管的布置的示例。这里例示的DMOS晶体管的布置可以使用已知的半导体制造工艺来形成。
[0068]在图1OA中，η型半导体区域119被形成在包括ρ型半导体区域122的衬底中，并且P型半导体区域118被形成在η型半导体区域119中。重掺杂的P型区域120bg被形成在P型半导体区域118中。重掺杂的η型区域121s也被形成在ρ型半导体区域118中。重掺杂的η型区域121d被形成在η型半导体区域119中的远离ρ型半导体区域118的位置处。包括场氧化物膜117和栅极绝缘膜的绝缘膜被形成在衬底上。此外，栅极电极被形成在P型半导体区域118和η型半导体区域119之间的边界区域中的场氧化物膜117和栅极绝缘膜上。端子113对应于源极端子，端子114对应于漏极端子，端子115对应于栅极端子，并且端子116对应于背栅端子(体端子)。该布置减少从对应于漏极区域的η型区域121d到栅极电极和沟道的电场，由此该晶体管可以充当高击穿电压晶体管。
[0069]图1OB中示出的布置与图1OA中示出的布置的不同之处在于，ρ型区域120bg和η型区域121s不与ρ型半导体区域122电隔离。因此，为了将源极和背栅与接地节点电隔离，可以采用图1OA中示出的布置。另一方面，为了将源极和背栅与接地节点电连接，可以采用图1OB中示出的布置。特别地，在图1OA中示出的布置中，例如当使驱动加热器RH的高电流流动时，源极电势上升，从而防止栅极-源极绝缘击穿。
[0070]在图1OC中，ρ型半导体区域118被形成在η型半导体区域119中。重掺杂的η型区域121bg和重掺杂的ρ型区域120s被形成在η型半导体区域119中的远离ρ型半导体区域118的位置处。此外，重掺杂的ρ型区域120d被形成在ρ型半导体区域118中。采用这个布置，类似于图1OA和10B，该晶体管可以充当高击穿电压晶体管。
[0071]虽然上面描述了两个实施例，但是本发明不限于它们。可以根据目的、状态、应用、功能和其它规范来适当地改变或组合这些实施例，并且本发明也可以通过别的实施例来实现。例如，已经在上述的实施例中的每一个中例示了使用加热器(电热换能器)作为打印元件的布置，但是可以采用使用压电元件的打印方法或别的已知的打印方法。此外，例如可以根据规范和应用来改变每一个参数(电压值等)，并且可相应地改变每一个单元以适当地操作。
[0072]虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但是要理解本发明不限于公开的示例性实施例。以下权利要求的范围要被赋予最宽泛的解释，以便涵盖所有这样的修改以及等同的结构和功能。
【权利要求】
1.一种打印元件衬底,包括: 打印单元，包括打印元件和被配置为驱动打印元件的晶体管； 逻辑电路单元，被配置为被供应第一电源电压并接收打印数据； 被配置为被供应第二电源电压并将来自逻辑电路单元的信号输出到所述晶体管的控制端子的单元； 电压产生单元，被配置为被供应第三电源电压并使用第三电源电压来产生要被供应到所述单元的第二电源电压；以及 控制单元，被配置为控制第三电源电压到电压产生单元的供应， 其中，当第一电源电压没有被供应到逻辑电路单元时，控制单元不将第三电源电压供应到电压产生单元。
2.根据权利要求1所述的打印元件衬底，还包括: 监视单元，被配置为监视被供应第一电源电压的节点的电势， 其中，控制单元基于监视单元的监视结果选择不将第三电源电压供应到电压产生单J Li ο
3.根据权利要求2所述的打印元件衬底，其中 监视单元包括监视晶体管，并且 当第一电源电压没有被供应时，使监视晶体管不导通，以切断从被供应第三电源电压的节点到接地节点的电流路径。
4.根据权利要求2所述的打印元件衬底，其中 控制单元包括被配置为基于监视结果来操作的开关。
5.根据权利要求4所述的打印元件衬底，其中 开关被布置在电压产生单元和被供应第三电源电压的节点之间。
6.根据权利要求1所述的打印元件衬底,其中 电压产生单元包括被布置在接地节点和被供应第三电源电压的节点之间的分压电路、以及被配置为基于分压电路的分压电压来输出电压的输出电路。
7.根据权利要求6所述的打印元件衬底，其中 输出电路包括以下中的一个:具有电压跟随器布置的运算放大器、使用MOS晶体管的源极跟随器电路和使用双极晶体管的发射极跟随器电路。
8.根据权利要求6所述的打印元件衬底，其中 分压电路是使用串联的多个元件形成的，并且所述多个元件中的每一个包括电阻元件、二极管和晶体管中的至少一个。
9.根据权利要求2所述的打印元件衬底，其中 监视单元还监视被供应到打印元件的电源电压的电源节点的电势。
10.根据权利要求1所述的打印元件衬底,其中 当电压产生单元不供应第二电源电压时，所述单元使晶体管不导通。
11.一种打印元件衬底,包括: 打印单元，包括打印元件和被配置为驱动打印元件的晶体管； 逻辑电路单元，被配置为被供应第一电源电压并接收打印数据； 被配置为被供应第二电源电压并将来自逻辑电路单元的信号输出到晶体管的控制端子的单元； 电压产生单元，被配置为被供应第三电源电压并使用第三电源电压来产生要被供应到所述单元的第二电源电压； 监视单元，被配置为监视被供应第一电源电压的节点的电势；以及 控制单元， 其中，基于监视单元的监视结果，控制单元切断从被供应第三电源电压的节点到接地节点的电流路径。
12.—种打印头，包括: 在权利要求1中限定的打印元件衬底；以及 墨嘴，被布置为对应于打印元件，并且被配置为响应于打印元件的驱动来排出墨。
13.—种打印设备,包括: 在权利要求12中限定的打印头；以及 打印头驱动器，被配置为驱动打印头。
14.一种打印头，包括: 在权利要求11中限定的打印元件衬底；以及 墨嘴，被布置为对应于打印元件，并且被配置为响应于打印元件的驱动来排出墨。
15.一种打印设备，包括: 在权利要求14中限定的打印头；以及 打印头驱动器，被配置为驱动打印头。
【文档编号】B41J2/14GK104339866SQ201410353850
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2013年7月26日
【发明者】乡田达人, 大村昌伸 申请人:佳能株式会社